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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-03
(45)【発行日】2024-10-11
(54)【発明の名称】セラミックヒーター
(51)【国際特許分類】
H05B 3/10 20060101AFI20241004BHJP
H05B 3/68 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
H05B3/10 A
H05B3/68
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2024005338
(22)【出願日】2024-01-17
【審査請求日】2024-01-17
(31)【優先権主張番号】10-2023-0161006
(32)【優先日】2023-11-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】520139620
【氏名又は名称】ミコ セラミックス リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チン、チョン－チョル
(72)【発明者】
【氏名】チョ、ヒョン－チョン
【審査官】杉浦 貴之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－１７４５８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０４３５８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０４６０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０８０１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１２５５００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３／１０
Ｈ０５Ｂ ３／６８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱体及び第１通路を有するプレートと、中空を有するシャフトと、を含み、
前記発熱体は、複数の同心円弧部、及び前記円弧部を連結する複数の連結部を備え、前記複数の連結部が所定距離離隔して向かい合って形成される離隔領域は、前記プレートの半径方向に延長され、
前記第１通路は、前記離隔領域に隣接して形成され、
前記第１通路は、前記プレートの厚さ方向において前記発熱体と重ならない、セラミックヒーター。
【請求項2】
前記複数の連結部は相互平行に整列され、前記プレートの半径方向に延長される離隔領域を形成する、請求項１に記載のセラミックヒーター。
【請求項3】
前記プレートは、第１発熱部、及び前記第１発熱部と連結され、前記第１発熱部と線対称である第２発熱部を含み、前記離隔領域は、前記第１発熱部と前記第２発熱部との間に形成される、請求項１に記載のセラミックヒーター。
【請求項4】
前記離隔領域と前記第１通路はそれぞれ、複数個である、請求項１に記載のセラミックヒーター。
【請求項5】
前記複数個の第１通路は、長さが互いに異なる少なくとも２個の前記第１通路を含む、請求項４に記載のセラミックヒーター。
【請求項6】
前記シャフトは、壁部、及び第２通路を含み、前記第２通路は、前記壁部の長手方向に沿って前記壁部内に形成される、請求項１に記載のセラミックヒーター。
【請求項7】
前記壁部は、第１厚さを有する第１厚さ部、及び第２厚さを有する第２厚さ部を含み、前記第２厚さは、前記第１厚さよりも大きく、
前記第２通路は、前記第２厚さ部内に形成される、請求項６に記載のセラミックヒーター。
【請求項8】
前記第２厚さ部は、前記壁部の外側に突出して形成される、請求項７に記載のセラミックヒーター。
【請求項9】
前記壁部は、第１厚さを有する第１厚さ部、及び第２厚さを有する複数個の第２厚さ部を含み、前記第２厚さは、前記第１厚さよりも大きく、
複数個の前記第２厚さ部内にそれぞれ形成された複数個の前記第２通路を含み、
前記離隔領域と前記第１通路はそれぞれ複数個であり、
複数個の前記第２通路は、複数個の前記第１通路とそれぞれ対応する、請求項６に記載のセラミックヒーター。
【請求項10】
前記第１通路は、前記プレートの第１面と平行な第Ａ通路部、及び前記第１面に対して傾斜した第Ｂ通路部を含む、請求項１に記載のセラミックヒーター。
【請求項11】
前記プレートは、第１プレート部及び第２プレート部を含み、前記第Ａ通路部は前記第１プレート部に位置し、前記第Ｂ通路部は前記第２プレート部に位置する、請求項１０に記載のセラミックヒーター。
【請求項12】
前記第Ｂ通路部は、前記発熱体に向かって傾斜している、請求項１０に記載のセラミックヒーター。
【請求項13】
前記第Ｂ通路部は、前記第１通路の円周の方向の端部に位置する、請求項１２に記載のセラミックヒーター。
【請求項14】
前記第Ａ通路部の出口面積は、前記第Ｂ通路部の入口面積よりも小さい、請求項１０に記載のセラミックヒーター。
【請求項15】
前記セラミックヒーターは熱電対をさらに含み、前記熱電対は、前記第１通路及び前記第２通路の内部に位置し、
前記第１通路は、前記プレートの第１面と平行な第Ａ通路部、及び前記第１面に対して傾斜した第Ｂ通路部を含み、
前記第Ｂ通路部は、前記発熱体に向かって傾斜し、
前記熱電対の測温部は、前記第Ｂ通路部に位置する、請求項６に記載のセラミックヒーター。
【請求項16】
前記セラミックヒーターは熱電対をさらに含み、前記熱電対は、前記シャフトの前記中空及び前記第１通路内に位置する、請求項１～５及び１０～１５のいずれか１つに記載のセラミックヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セラミックヒーターに関し、より具体的には、温度センサーが挿入される通路の構造が改善されたセラミックヒーターに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、平板ディスプレイパネル或いは半導体素子を製造するためには、ガラス基板、フレキシブル基板又は半導体基板などの基板上に、誘電体層及び金属層を含む一連の層を順次に積層してパターニングする工程を行う。このとき、誘電体層及び金属層などの一連の層は、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）又は物理気相蒸着（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）などの工程によって前記基板上に蒸着される。
【0003】
これらの層を均一に形成するためには、基板を均一な温度に加熱する必要があるが、基板を加熱して支持するために基板加熱装置が用いられてよい。基板加熱装置は、基板上に形成される誘電体層又は金属層のエッチング工程（ｅｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）、感光膜（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）の焼成工程などで基板加熱のために用いられてよい。
【0004】
このような基板加熱装置として使用されるセラミックヒーターは、発熱体と、発熱体の温度を測定するための熱電対を備えている。熱電対は、セラミックヒーターの内部に形成された熱電対通路に挿入されるが、発熱体で発生する熱が熱電対通路を通じて放出されてしまうことがある。このような熱損失が発生すると、セラミックヒーター上に配置された基板の温度均一度が低下する問題につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
解決しようとする課題は、熱電対などの温度センサーが挿入される通路による熱損失を防止することである。
【0006】
また、解決しようとする課題は、発熱体の膨脹・収縮によってセラミックヒーターのプレートに発生する亀裂を防止することである。
【0007】
また、解決しようとする課題は、発熱体の温度をより正確に測定することである。
【0008】
また、解決しようとする課題は、熱電対などの温度センサーを設置する位置を自由に選択して設計自由度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の実施例に係るセラミックヒーターは、発熱体及び第１通路を有するプレート；及び、中空を有するシャフトを含み、前記発熱体は、複数の同心円弧部、及び前記円弧部を連結する複数の連結部を備え、前記複数の連結部が所定距離離隔して向かい合って形成する離隔領域は、前記プレートの半径方向に延長され、前記第１通路は、前記離隔領域に隣接して形成されるセラミックヒーターを提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施例によれば、温度センサーが挿入される通路を、発熱体の密集していない領域に配置することにより、熱損失とセラミックプレートの亀裂を防止することができる。
【0011】
また、温度センサーの測温部を発熱体の近くに配置することにより、発熱体の温度をより正確に測定することができる。
【0012】
また、シャフトの壁部内部に温度センサーを設置することによって、温度センサーの位置に対する設計自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施例に係るセラミックヒーターの斜視図である。
【図2】本発明の一実施例に係るプレートを発熱体に沿って水平に切断して上から見た断面図である。
【図3】本発明の他の実施例に係るプレートを発熱体に沿って水平に切断して上から見た断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施例に係るプレートを発熱体に沿って水平に切断して上から見た断面図である。
【図7】第１通路が発熱体の密集している領域に形成された場合に発生する熱損失を示す比較例の図である。
【図8】第１通路が発熱体の密集している領域に形成された場合に発生する微細亀裂を示す比較例の図である。
【図9】本発明のさらに他の実施例に係るプレートに対するＣ－Ｃ断面図である。
【図16】本発明のさらに他の実施例に係るシャフトを示す断面図である。
【図17】本発明のさらに他の実施例のセラミックヒーターを上から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付の図面を参照して、本明細書に開示される実施例を詳細に説明するが、図面符号に関係なく、同一又は類似の構成要素には同一の参照番号を付し、それに関する重複説明は省略する。以下、本発明に係る実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターン又は構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド又はパターン「の上／上（ｏｎ）」又は「の下／下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合に、「の上／上（ｏｎ）」と「の下／下（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の層を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されるいずれをも含む。また、各層「の上／上」又は「の下／下」は、図面を基準として説明する。図面中、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために、誇張、省略又は概略して示されている。なお、各構成要素の大きさは実際の大きさを完全に反映するものではない。
【0015】
本説明において、「含む」、「備える」、又は「構成される」のような表現は、或る特性、数字、段階、動作、要素、それらの一部又は組合せを表すためのもので、記述された以外の１つ又はそれ以上の他の特性、数字、段階、動作、要素、それらの一部又は組合せの存在又は可能性を排除するように解釈されてはならない。
【0016】
また、第１、第２などの用語は様々な構成要素を説明するために使われてよいが、これらの構成要素が前記第１、第２などの用語によって限定されるものではなく、これらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使われるだけである。
【0017】
また、本明細書に開示された実施例を説明するに当たって、関連する公知技術に関する具体的な説明が本明細書に開示の実施例の要旨を曖昧にさせ得ると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【0018】
添付の図面は、本明細書に開示される実施例の容易な理解を助けるためのものに過ぎず、添付の図面によって本明細書に開示の技術的思想が限定されることはなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物又は代替物を含むものと理解されるべきである。
【0019】
以下では、本発明の様々な実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【0020】
図１は、本発明の実施例に係るセラミックヒーターの斜視図である。
【0021】
セラミックヒーター１０は、半導体ウエハー、ガラス基板、フレキシブル基板などのような様々な目的の熱処理対象体を支持し、当該熱処理対象体を、あらかじめ決定された温度に加熱する装置である。
【0022】
セラミックヒーター１０は、半導体ウエハーＷのような熱処理対象体が載置されるプレート２０と、プレートの下部面２０ｂに結合するシャフト５０で構成される。プレート２０は、熱処理対象体が載置される平坦な載置面（第１面）２０ａと、シャフト５０が結合する下部面（第２面）２０ｂを備える。
【0023】
プレート２０は、窒化アルミニウム又はアルミナなどのようなセラミック材料を含む円盤形のプレート２０である。シャフト５０は、プレート２０と同様に、窒化アルミニウム、アルミナなどのセラミック材質で形成されてよい。
【0024】
図２は、本発明の実施例に係るプレートを発熱体に沿って水平に切断して上から見た断面図であり、図３は、本発明のさらに他の実施例に係るプレートを発熱体に沿って水平に切断して上から見た断面図であり、図４は、図２のＰ部分を示す部分拡大図である。
【0025】
図２～図４を参照すると、プレート２０は、セラミック材質で形成され、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＡｌＣ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＴｉＣ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＢｘＣｙ、ＢＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＹＡＧ、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）、ＡｌＦ３などのいずれか１つであるか、これらのうち２つ以上が複合して使用されてもよい。
【0026】
プレート２０は発熱体２３を含んでよい。発熱体２３は、半導体製造工程などにおいて蒸着工程及びエッチング工程が円滑に行われるように、プレートの載置面２０ａに位置する熱処理対象体を一定の温度に加熱する機能を担う。
【0027】
発熱体２３は、熱処理対象体の位置に対応するプレート２０に埋め立てられてよい。発熱体２３は、発熱によって熱処理対象体を全体的に均一に加熱するために、位置に応じて加熱温度を均一に制御できる他にも、熱処理対象体への熱伝達の距離がほぼ全ての位置で一定に保たれるように、プレートの載置面２０ａと平行にプレート２０に埋め立てられてよい。
【0028】
発熱体２３は、熱処理対象体の形状に対応する形状で形成されてよい。また、発熱体２３は、発熱線（又は、抵抗線）による板状コイル形態又は平坦な板形態で形成されてよい。発熱体２３は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ、ＭｏＣ、Ｍｏ３Ｃ２）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニオビウム（Ｎｂ）、チタニウム（Ｔｉ）又はこれらの合金で形成されてよい。発熱体２３は、導電接続部２８によって端子２１、２２に電気的に接続されてよい。
【0029】
プレート２０の中心部には、一対の第１端子２１及び一対の第２端子２２が形成されてよい。第１端子２１は、プレート２０の内部領域に形成された内部ゾーン発熱体２４と後述するロッドとを電気的に連結し、第２端子２２は、プレート２０の外部領域に形成された外部ゾーン発熱体２５とロッドとを電気的に連結する。
【0030】
本発明において、発熱体２３は、区画されている複数のゾーン（ｚｏｎｅ）を加熱するために、２つ以上の発熱体で構成されてよい。例示的には、図２は、プレートを内部ゾーンと外部ゾーンとに区画し、各ゾーンを加熱するための内部ゾーン発熱体２４及び外部ゾーン発熱体２５で構成された発熱体２３を示している。以下では、内部ゾーンと外部ゾーンとに区画されているヒーターを説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、セラミックヒーターのプレートを所定角度の扇状に区画し、区画した各領域に対応する発熱体を備えたマルチゾーンヒーターにも本発明の適用が可能であることは勿論である。
【0031】
内部ゾーン発熱体２４は、第１端子２１ａから始まって、同心円のような一定のパターンを形成しながらプレート２０の内部領域に連続して配線された後、第１端子２１ｂに連結される。この過程で内部ゾーン発熱体２４は複数の連結部２３’で折り曲がりながら複数の同心円パターン形状を形成することができる。
【0032】
内部ゾーン発熱体２４の複数の同心円パターンは、プレート２０の円周方向に沿って延長される複数の同心円弧部２４ａ－１、２４ａ－２、２４ｂ－１、２４ｂ－２を含んでよい。また、複数の同心円弧部２４ａ－１、２４ａ－２、２４ｂ－１、２４ｂ－２のうち隣接する円弧部２４ａ－１、２４ａ－２、２４ｂ－１、２４ｂ－２を連結する複数の連結部２３’を含んでよい。隣接する円弧部２４ａ－１、２４ａ－２、２４ｂ－１、２４ｂ－２は、直径方向に延長される連結部２３’によって連結されてよい。
【0033】
複数の同心円弧部２４ａ－１、２４ａ－２、２４ｂ－１、２４ｂ－２は、互いに異なる直径を有してよい。また、複数の連結部２３’は相互平行に整列され、それらの間においてプレート２０の半径方向に延長される離隔領域２６をプレート２０に形成することができる。
【0034】
内部ゾーン発熱体２４は、第１内部発熱部２４ａ及び第２内部発熱部２４ｂを含んでよい。第１内部発熱部２４ａ及び第２内部発熱部２４ｂは、プレート２０の直径方向を中心に線対称構造をなし、互いに連結されて構成されてよい。
【0035】
第１内部発熱部２４ａの円弧部２４ａ－１と第２内部発熱部２４ｂの円弧部２４ｂ－１は、同一直径の円弧部である。第１内部発熱部２４ａの円弧部２４ａ－２と第２内部発熱部２４ｂの円弧部２４ｂ－２も同一直径の円弧部であり、円弧部２４ａ－１及び円弧部２４ｂ－１に比べて直径がより大きい円弧部である。円弧部２４ａ－１は連結部２３’によって円弧部２４ａ－２と連結される。円弧部２４ｂ－１は連結部２３’によって円弧部２４ｂ－２と連結される。
【0036】
第１内部発熱部２４ａの連結部２３’と第２内部発熱部２４ｂの連結部２３’は互いに一定の距離Ｅだけ離隔して向かい合って配置されてよい。連結部２３’が離隔して形成された仮想の線Ｉによって形成される領域内に、内部ゾーン発熱体２４が配線されていない離隔領域２６がプレート２０に形成されてよい。離隔領域２６はプレート２０の半径方向に延長されてよい。
【0037】
離隔領域２６は、第１内部発熱部２４ａと第２内部発熱部２４ｂとの間に形成されてよく、好ましくは、複数の連結部２３’が相互平行に整列されてプレート２０の半径方向に延長されて形成される領域内に形成されてよい。離隔領域２６はプレート２０の中心部から円周の方向に形成されてよい。
【0038】
外部ゾーン発熱体２５は第２端子２２ａから始まって、同心円のような一定のパターンを形成しながらプレート２０の外部領域に連続して配線された後、第２端子２２ｂに連結される。この過程で外部ゾーン発熱体２５は内部ゾーン発熱体２４を取り囲む形態で一定の位置で折り曲がりながら同心円パターンを形成することもでき（図２参照）、複数の連結部２３’で折り曲がりながら複数の同心円パターンを形成することもできる（図３参照）。
【0039】
外部ゾーン発熱体２５の複数の同心円パターンは、プレート２０の円周方向に沿って延長される複数の同心円弧部２５ａ－１、２５ａ－２、２５ｂ－１、２５ｂ－２を含んでよい。また、複数の同心円弧部２５ａ－１、２５ａ－２、２５ｂ－１、２５ｂ－２のうち隣接する円弧部２５ａ－１、２５ａ－２、２５ｂ－１、２５ｂ－２を連結する複数の連結部２３’を含んでよい。隣接する円弧部２５ａ－１、２５ａ－２、２５ｂ－１、２５ｂ－２は、直径方向に延長される連結部２３’によって連結されてよい。
【0040】
複数の同心円弧部２５ａ－１、２５ａ－２、２５ｂ－１、２５ｂ－２は、互いに異なる直径を有してよい。また、複数の連結部２３’は相互平行に整列され、それらの間においてプレート２０の半径方向に延長される離隔領域２６をプレート２０に形成することができる。
【0041】
外部ゾーン発熱体２５は、第１外部発熱部２５ａ及び第２外部発熱部２５ｂを含んでよい。第１外部発熱部２５ａと第２外部発熱部２５ｂはプレート２０の直径方向を中心に線対称構造をなし、互いに連結されて構成されてよい。
【0042】
第１外部発熱部２５ａの円弧部２５ａ－１と第２外部発熱部２５ｂの円弧部２５ｂ－１は、同一直径の円弧部である。外部ゾーン発熱体２５は、第１外部発熱部２５ａの円弧部２５ａ－２と第２外部発熱部２５ｂの円弧部２５ｂ－２をさらに含んでよい。円弧部２５ａ－２と円弧部２５ｂ－２は同一直径の円弧部であり、円弧部２５ａ－１及び円弧部２５ｂ－１に比べて直径がより大きい円弧部である。円弧部２５ａ－１は連結部２３’によって円弧部２５ａ－２と連結される。円弧部２５ｂ－１は連結部２３’によって円弧部２５ｂ－２と連結される。
【0043】
第１外部発熱部２５ａの連結部２３’と第２外部発熱部２５ｂの連結部２３’は互いに一定の距離Ｅだけ離隔して向かい合って配置されてよい。連結部２３’が離隔して形成された仮想の線Ｉによって形成される領域内に、外部ゾーン発熱体２５が配線されていない離隔領域２６がプレート２０に形成されてよい。離隔領域２６はプレート２０の半径方向に延長されてよい。
【0044】
離隔領域２６は第１外部発熱部２５ａと第２外部発熱部２５ｂとの間に形成されてよく、好ましくは、複数の連結部２３’が相互平行に整列されてプレート２０の半径方向に延長されて形成される領域内に形成されてよい。また、離隔領域２６は、第２端子２２ａに接続された導電接続部２８と第２端子２２ｂに接続された導電接続部２８との間に形成されてもよい。離隔領域２６は、プレート２０の中心部から円周の方向に、内部領域に形成された離隔領域２６から延長されて形成されてよい。
【0045】
内部ゾーン発熱体２４と外部ゾーン発熱体２５は電気的に分離されて相互独立して駆動されてよい。
【0046】
プレート２０には、熱電対のような温度センサー６０が挿入される第１通路２７が形成されてよい。第１通路２７は離隔領域２６に隣接するように離隔領域２６に沿って形成されてよい。また、第１通路２７はプレートの載置面２０ａと平行に形成されてよい。
【0047】
図２～図４に示すように、プレート２０の上方からプレート２０の厚さ方向に見て、第１通路２７は発熱体２３と重ならないように離隔領域２６に隣接して形成されてよい。また、第１通路２７は、第２端子２２ａに接続された導電接続部２８と第２端子２２ｂに接続された導電接続部２８との間に形成された離隔領域２６に隣接して形成されてもよい。
【0048】
プレート２０は、図２及び図３に示すように、複数の発熱体、例えば、２個の発熱体２４、２５が互いに独立して配置されてもよく、図５に示すように、１つの単一発熱体２３がプレート２０の全ての領域に配置されてもよい。
【0049】
【0050】
図６を参照すると、第１通路２７は、離隔領域２６に隣接して離隔領域２６に沿って形成されるので、図６に示すように、第１通路２７の上側には発熱体２３が配置されなくてよい。発熱体２３の密集していない領域に第１通路２７を形成することによって、発熱体２３で発生した熱が第１通路２７を通じて損失されることを防止し、ヒーターの温度均一度を向上させることができる。また、発熱体２３の膨脹と収縮によってプレート２０の脆弱な部分に亀裂が発生することを防止することができる。
【0051】
【0052】
図７に示すように、第１通路２７が発熱体２３に隣接して形成された場合に、発熱体２３で発生した熱が第１通路２７を通じて損失されることがある。
【0053】
また、図８に示すように、第１通路２７が発熱体２３に隣接して形成された場合に、発熱体２３の膨脹と収縮によってプレート２０の薄い部分に微細亀裂が発生することがある。
【0054】
図９は、本発明のさらに他の実施例に係るプレートに対するＣ－Ｃ断面図である。
【0055】
熱電対のような温度センサー６０は、プレート２０の第１通路２７に挿入される。第１通路２７は、プレートの載置面２０ａと平行に形成された第Ａ通路部２７ａ、及び載置面２０ａに対して傾斜した第Ｂ通路部２７ｂで構成されてよい。
【0056】
第Ｂ通路部２７ｂは第１通路２７の円周の方向の端部に配置され、温度センサー６０の測温部が位置してよい。第Ｂ通路部２７ｂは発熱体２３に向かって傾斜するように形成することで、温度センサー６０の測温部と発熱体２３との間の距離を最小化することができる。また、第Ｂ通路部２７ｂの円周の方向の端部をプレートの厚さ方向に発熱体と同じ高さ、すなわち同一平面上に位置させることによって、発熱体連結部２３’間の領域の温度をより正確に測定することができる。
【0057】
【0058】
プレート２０は、上部プレートＰ２と下部プレートＰ１で構成されてよい。上部プレートＰ２には第Ｂ通路部２７ｂが形成され、下部プレートＰ１には第Ａ通路部２７ａが形成されてよい。
【0059】
第Ａ通路部２７ａ及び第Ｂ通路部２７ｂは、熱電対のような温度センサー６０の挿入が可能なように、プレート２０の円周の方向に長く延長された溝又は穴の形態であってよい。第Ａ通路部２７ａ及び第Ｂ通路部２７ｂは、円形、四角形などの様々な断面形態を有してよい。
【0060】
プレート２０は、第Ａ通路部２７ａと第Ｂ通路部２７ｂが形成された下部プレートＰ１と上部プレートＰ２とが接合されて作製されてよい。このとき、第Ａ通路部２７ａと第Ｂ通路部２７ｂとが正確に整列されないと、温度センサー６０が通過し得る空間が減るため、温度センサー６０を第Ｂ通路部２７ｂに挿入し難くなるか、挿入できなくなる。
【0061】
上部プレートＰ２と下部プレートＰ１とを接合する時に容易に整列し得るように、図１１に示すように、第Ｂ通路部２７ｂを円錐、三角錐又は四角錐のような多角錐、円錐台、又は多角錐台の形状に加工できる。このように、第Ｂ通路部２７ｂの端部の断面積を小さく形成することで、第Ｂ通路部２７ｂに挿入された熱電対の測温部が揺れず、測温精度を向上させることができる。
【0062】
上部プレートＰ２と下部プレートＰ１とが接合されると、下部プレートＰ１に形成された第Ａ通路部２７ａの一端に、温度センサー６０が通過できる穴である第Ａ通路部２７ａの出口が形成されてよい。また、第Ａ通路部２７ａの出口と接する位置に、温度センサー６０が通過できる穴である第Ｂ通路部２７ｂの入口が位置してよい。
【0063】
第Ａ通路部２７ａの出口と第Ｂ通路部２７ｂの入口とが接することにより、第Ａ通路部２７ａと第Ｂ通路部２７ｂが一体に第１通路２７を形成することができる。このとき、第Ａ通路部２７ａと第Ｂ通路部２７ｂとが正確に整列されなくとも、温度センサー６０が通過する空間が減ることを防止するために、第Ｂ通路部２７ｂの入口面積Ｄ２を第Ａ通路部２７ａの出口面積Ｄ１よりも大きく形成することができる。
【0064】
また、第Ｂ通路部２７ｂの入口面積Ｄ２の余裕空間、すなわち（Ｄ２－Ｄ１）に該当する空間を、プレート２０の中心から遠ざかる方向に位置させることによって、熱電対のような温度センサーが第Ｂ通路部２７ｂに容易に挿入されるようにし得る。すなわち、第Ａ通路部２７ａを通じて挿入される熱電対が第Ｂ通路部２７ｂの入口で上部プレートＰ２に突き当たることなく第Ｂ通路部２７ｂの内側壁に沿って容易に挿入され得る。
【0065】
また、第Ｂ通路部２７ｂは、プレート２０の中心から遠ざかる方向に断面積が減少する形態で形成されてよい。
【0066】
このように、第Ｂ通路部２７ｂの入口面積Ｄ２を第Ａ通路部２７ａの出口面積Ｄ１よりも大きく形成することによって、プレート２２を組み立てる時に、プレート２２の半径方向（図１０の左右方向）の整列誤差を許容して組み立てることができる。また、図１２に示すように、第Ａ通路部２７ａの幅を第Ｂ通路部２７ｂの幅をよりも大きく形成することによって、回転方向（プレートの円周方向）の整列誤差を許容してプレート２２を組み立てることもできる。
【0067】
【0068】
シャフト５０は、所定の厚さを有する壁（ｗａｌｌ）部５１で形成され、内部に空間（中空）を有する円筒形状で形成されてよい。シャフト５０の内部空間には、プレートの端子に連結される複数のロッド６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂが設置されてよい。
【0069】
熱電対のような温度センサー６０は、シャフトの中空５５を経てプレート２０の第１通路２７に挿入されてよい。
【0070】
【0071】
シャフト５０は、内部に空間を有する円筒形状で形成されてよい。シャフト５０の内部空間には、プレートの端子に連結される複数のロッド６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂが設置されてよい。
【0072】
シャフト５０は、所定の厚さを有する壁（ｗａｌｌ）部５１で形成されてよい。壁部５１内には、熱電対のような温度センサー６０が挿入される通路である第２通路５２が、壁部５１の長手方向に沿って延長されて形成されてよい。第２通路５２は第１通路２７と連結されているので、温度センサー６０は、第２通路５２を経て第１通路２７に挿入され得る。
【0073】
壁部５１は、第１厚さＸを有する第１厚さ部５１ａと、第２厚さＹを有する第２厚さ部５１ｂとで構成されてよい。第２厚さは第１厚さよりも大きくてよい。第２通路５２は、壁部５１の厚さ内に形成されてよく、好ましくは、より厚い第２厚さ部５１ｂ内に形成されてよい。
【0074】
第２厚さ部５１ｂは、第１厚さ部５１ａよりも厚く形成された壁部５１であり、好ましくは、壁部５１の外側に突出するように形成されてよい。
【0075】
第２通路５２は、必要な温度センサー６０の数だけ形成されてよい。図１６は、４個の第２厚さ部５１ｂを形成し、それぞれの第２厚さ部５１ｂに第２通路５２を形成した様子を示す。図１６に示すように、４個の第２通路５２が形成された場合に、プレート２０にも４個の第１通路２７が形成されてよい。このとき、それぞれの第１通路２７と第２通路５２は互いに連結され、それぞれの温度センサー６０が第２通路５２を経て第１通路２７に挿入されてよい。
【0076】
図１７は、本発明のさらに他の実施例のセラミックヒーターを上から見た平面図であり、第１通路と第２通路の配置を説明するための図である。
【0077】
図１７に示すセラミックヒーター１０は、それぞれ６個の第１通路２７と第２通路５２を備えている。シャフト５０には６個の第２厚さ部５１ｂが形成されており、それぞれの第２厚さ部５１ｂには第２通路５２が形成されている。それぞれの第２通路５２は、プレート２０に形成された６個の第１通路２７とそれぞれ対応して連結される。
【0078】
図１６及び図１７の説明におけるように、第１通路２７が複数個である場合には離隔領域２６も複数個形成されてよい。すなわち、第１通路２７が４個又は６個形成される場合に、それぞれの第１通路２７が隣接して配置される離隔領域２６がそれぞれ４個又は６個形成されてよい。
【0079】
また、第１通路２７が複数個である場合には、図１７に示すように、一部の第１通路２７は、セラミックプレート２０の中間位置まで形成されてよい。この場合、温度センサー６０の測温部がプレート２０の中心部から互いに異なる距離に位置して温度を測定することができる。図１８は、本発明の実施例に係るシャフトが適用された図１のＢ－Ｂ断面図である。
【0080】
シャフト５０の内部空間には、プレート２０の端子に連結される複数のロッド６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂが設置される。本発明の実施例に係る第２通路５２は、シャフト壁部５１の厚さ内に位置するので、端子２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ又はロッド６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂの位置に関係なく第２通路５２を形成することができる。
【0081】
シャフト５０の壁部５１内に形成された第２通路５２は、プレート２０の第１通路２７と連結される。したがって、図１９に示すように、温度センサー６０が第２通路５２と第１通路２７に挿入され得る。
【0082】
以上のように、本発明では具体的な構成要素などのような特定事項、限定された実施例、及び図面によって説明されてきたが、これは、本発明のより全般的な理解を助けるために提供されただけであり、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能であろう。したがって、本発明の思想は、説明された実施例に限定して定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等又は等価の変形がある技術思想はいずれも本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきであろう。また、上記の各実施例は、必要によって互いに組み合わせて運用可能である。
【符号の説明】
【0083】
１０ セラミックヒーター
２０ プレート
２３ 発熱体
２６ 離隔領域
２７ 第１通路
２７ａ 第Ａ通路部
２７ｂ 第Ｂ通路部
５０ シャフト
５１ 壁部
５１ａ 第１厚さ部
５１ｂ 第２厚さ部
５２ 第２通路
２０ プレート
２３ 発熱体
２６ 離隔領域
２７ 第１通路
２７ａ 第Ａ通路部
２７ｂ 第Ｂ通路部
５０ シャフト
５１ 壁部
５１ａ 第１厚さ部
５１ｂ 第２厚さ部
５２ 第２通路
【要約】
【課題】セラミックヒーターを提供する。
【解決手段】発熱体及び第１通路を有するプレート；及び、中空を有するシャフトを含み、前記発熱体は、複数の同心円弧部、及び前記円弧部を連結する複数の連結部を備え、前記複数の連結部が所定距離離隔して向かい合って形成する離隔領域は、前記プレートの半径方向に延長され、前記第１通路は、前記離隔領域に隣接して形成されるセラミックヒーターを提供する。
【選択図】図１８
【解決手段】発熱体及び第１通路を有するプレート；及び、中空を有するシャフトを含み、前記発熱体は、複数の同心円弧部、及び前記円弧部を連結する複数の連結部を備え、前記複数の連結部が所定距離離隔して向かい合って形成する離隔領域は、前記プレートの半径方向に延長され、前記第１通路は、前記離隔領域に隣接して形成されるセラミックヒーターを提供する。
【選択図】図１８
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
